環境與能源研究
Broadbent 離心機系統提供可控的平台,用於研究流體流動、自重應力與材料行為相互作用的環境過程。
超重力試驗可讓縮尺模型在加速滲流、遷移、固結與浮力驅動流動等過程的同時,重現具代表性的應力與水力條件。
應用範圍涵蓋碳捕集與地質封存,以及污染物遷移、地下水流動、滲透性測試與環境修復研究。系統可整合流體注入、壓力量測、取樣、示蹤技術、影像分析及其他監測技術,以追蹤流體與污染物如何穿越土壤與多孔材料。
碳捕集與封存
離心機試驗可支援與碳捕集與封存(CCS)相關的研究,尤其是地下封存階段。可利用受控的物理模型研究 CO₂ 注入、羽狀體遷移、壓力發展、封存機制、蓋岩行為,以及沿斷層或其他地質構造的潛在洩漏途徑。
這可提供實驗數據,以支援用於評估長期封存效能之數值模型的開發與驗證。
污染物傳輸與環境修復
超重力建模可用於研究污染物在土壤、地下水及層狀地質材料中的移動。實驗可探討平流、彌散、擴散與多相傳輸,以及滲透性與地層結構變化的影響。
這些模型可支援污染羽狀體發展、圍堵系統、屏障效能與修復策略的研究,並可透過儀測在整個試驗期間監測遷移行為與孔隙水壓反應。
滲透性、滲流與流動建模
Broadbent 系統亦可在提高重力條件下支援滲透計流動測試,使研究人員能在具代表性的應力條件下,探討土壤與多孔介質中的水力傳導度、滲流與流體傳輸。
典型應用包括:
- 滲透性與水力傳導度
- 分層土壤中的滲流
- 地下水流動
- 孔隙水壓發展
- 流體注入與抽取
- 突破與示蹤測試
- 屏障與襯層效能
- 耦合流動與固結
- 土壤-流體交互作用
環境監測
實驗系統可整合孔隙水壓感測器、流量量測、示蹤監測、流體取樣、攝影機與影像分析技術,提供試驗期間環境過程發展的詳細圖像。
為何採用超重力?
提高重力場會影響樣本中的自重應力、靜水壓、浮力與重力驅動流動。這使離心機試驗在環境行為取決於應力、滲透性與流體遷移之交互作用,且屬時間相依問題時,特別具有價值。